西安市路面徑流污染特征及控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快和點(diǎn)源污染逐步得到有效控制,作為除生活污水和工業(yè)廢水之外的第二大城市水污染源,城市地表徑流逐漸成為城市水環(huán)境質(zhì)量惡化的主要原因。路面徑流作為城市地表徑流中污染效應(yīng)最強(qiáng)的部分,對(duì)受納水體的影響十分嚴(yán)重。近年來,關(guān)于路面徑流的研究成為環(huán)境科學(xué)、水文學(xué)、道路生態(tài)學(xué)、自然地理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域交叉研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文在對(duì)路面徑流污染國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在問題、污染控制必要性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上,在西安市城市主干道南二環(huán)

2、路建立路面徑流原位采樣站,利用自制流量等比例采樣裝置,對(duì)2009年3月-2010年11月的多場(chǎng)徑流進(jìn)行采樣測(cè)試,就西安市路面徑流污染特征、污染負(fù)荷、排污規(guī)律及污染控制技術(shù)展開研究。
　　 西安市路面徑流污染特征的研究結(jié)果表明:
　　 ①西安市路面徑流污染物事件平均濃度(Event Mean Concentration,EMC)變異大且污染嚴(yán)重,SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的EMC中值分別

3、為160lmg/L、613mg/L、143mg/L、1.9mg/L、0.042mg/L、0.223mg/L和0.111mg/L,SS、COD的EMC中值遠(yuǎn)大于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),是徑流的主要污染物。
　　 ②路面徑流中Pb主要以顆粒態(tài)存在,46.2％的Zn和26.4％的COD呈溶解態(tài)。
　　 ③顆粒物是許多其他污染物的載體,COD、Pb、Zn均與SS在顯著性水平0.01時(shí)顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.797、0.

4、825和0.893。
　　 ④表征降雨特征的各因子中,降雨量、最大降雨強(qiáng)度與污染物濃度呈負(fù)相關(guān),降雨歷時(shí)與除NH3-N之外的其他污染物呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性依次為降雨量＞最大降雨強(qiáng)度降雨歷時(shí),前期晴天時(shí)間與溶解性Zn和溶解性COD濃度正相關(guān),但與其它指標(biāo)不相關(guān)。
　　 ⑤SS、COD及NH3-N等與大氣降塵有關(guān)的污染物濃度隨季節(jié)明顯變化,而與交通排污有關(guān)的溶解態(tài)COD、重金屬Pb、Zn和溶解態(tài)Zn的濃度季節(jié)差異不大。
　

5、　 西安市路面徑流次污染負(fù)荷的研究結(jié)果表明:
　　 ①西安市路面徑流SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的次污染負(fù)荷分別為4.56-778.39kg/hm2、2.22_308.7kg/hm2、0.76_52.33kg/hm2、0.01-1.39kg/hm2、0.05-33.09g/hm2、1.38-115.82g/hm2和0.27-86.12g/hm2,不同場(chǎng)次徑流事件攜帶入受納水體的污染物量差異大,

6、對(duì)受納水體造成沖擊影響。
　　 ②表征降雨特征的各因子中,降雨量與次污染負(fù)荷呈顯著正相關(guān),在顯著性水平0.01時(shí)相關(guān)系數(shù)為0.734-0.943,最大降雨強(qiáng)度和降雨歷時(shí)也與次污染負(fù)荷顯著正相關(guān),前期晴天時(shí)間與次污染負(fù)荷不相關(guān)。
　　 ③利用多元回歸方法建立了路面徑流次污染負(fù)荷與降雨量、降雨歷時(shí)、最大降雨強(qiáng)度、季節(jié)累積降雨量等影響因素的數(shù)學(xué)模型,所建立的數(shù)學(xué)模型可通過顯著性檢驗(yàn),可用于對(duì)路面徑流次污染負(fù)荷的預(yù)測(cè)。
　

7、　 西安市路面徑流年污染負(fù)荷及采樣次數(shù)對(duì)年污染負(fù)荷估算準(zhǔn)確性影響的研究結(jié)果表明:
　　 ①西安市路面徑流SS、COD、溶解態(tài)COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解態(tài)Zn的年污染負(fù)荷分別為11090.29kg/(hm2.a)、3462.5kg/(hm2.a)、812.48kg/(hm2.a)、13.49kg/(hm2.a)、0.28kg/(hm2.a)、1.35kg/(hm2.a)和0.59kg/(hm2.a),具有較大的污染潛力

8、。
　　 ②由于EMC的寬幅變異性,當(dāng)實(shí)測(cè)徑流場(chǎng)次較少時(shí),其EMC平均值不能準(zhǔn)確表征路面徑流污染的統(tǒng)計(jì)特征,用其代表地點(diǎn)平均濃度（Site Mean Concentration,SMC）計(jì)算年污染負(fù)荷誤差較大。
　　 ③隨機(jī)抽樣研究結(jié)果表明,當(dāng)采樣場(chǎng)次大于16場(chǎng)時(shí),路面徑流各污染指標(biāo)隨機(jī)抽樣樣本EMC均值與SMC的最大相對(duì)誤差均小于30％,也即,若能保證至少實(shí)測(cè)16場(chǎng)徑流,以其EMC平均值作為SMC計(jì)算的徑流年污染負(fù)荷的

9、最大相對(duì)誤差在30％以內(nèi)。
　　 西安市路面徑流初期沖刷效應(yīng)的研究結(jié)果表明:
　　 ①?gòu)搅鬟^程污染物濃度變化規(guī)律與其賦存狀態(tài)有關(guān),SS、COD、Pb等以顆粒態(tài)為主的污染物的濃度隨雨強(qiáng)變化劇烈波動(dòng);NH3-N、溶解態(tài)COD、溶解態(tài)Zn等以溶解態(tài)為主的污染物濃度受雨強(qiáng)影響較小,隨徑流過程逐漸下降。
　　 ②西安市路面徑流污染嚴(yán)重,降雨數(shù)小時(shí)后的末期徑流中SS和COD分別為358-422mg/L和179-367mg/L

10、,末期徑流仍具有較高的污染水平。
　　 ③路面徑流初期沖刷現(xiàn)象并非普遍存在,與污染物的賦存狀態(tài)和場(chǎng)次降雨特征密切相關(guān)。溶解態(tài)污染物易于出現(xiàn)初期沖刷現(xiàn)象,顆粒態(tài)污染物是否出現(xiàn)初期沖刷與場(chǎng)次降雨特征有關(guān)。
　　 ④測(cè)試的3場(chǎng)徑流事件初期30％的徑流攜帶的SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的負(fù)荷占場(chǎng)次徑流總負(fù)荷的比例分別為21.8％-50.0％、25.5％-49.3％、36.3％-52.6％、52.

11、6％-66.7％、26.8％-45.0％、27.2％-63.4％和36.2％-62.6％,表明僅對(duì)初期徑流進(jìn)行治理無法實(shí)現(xiàn)對(duì)西安市路面徑流污染的有效控制。
　　 西安市路面徑流污染控制技術(shù)的研究結(jié)果表明:
　　 ①西安市徑流污染需從非工程管理措施和工程技術(shù)措施角度、從污染物產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后多個(gè)層面、從污染物源頭消減、輸移途徑控制和終端治理多個(gè)環(huán)節(jié)開展系統(tǒng)治理。
　　 ②沉淀可有效去除徑流中的顆粒物,沉淀60min

12、和2h,SS的平均去除率為60.2％和72.5％;不同場(chǎng)次徑流達(dá)到相同的顆粒物沉降去除率其表面負(fù)荷變化大,要達(dá)到45％、60％和80％的沉淀去除率,表面負(fù)荷分別為1.1-9.3cm/min、0.6-5.9 cm/min和0.1-2.7cm/ min,沉淀去除率每提高10％,對(duì)應(yīng)的表面負(fù)荷減少1.3-3倍。
　　 ③不同場(chǎng)次徑流中顆粒物粒徑分布呈寬幅變化,d10、dso、d90分別為3-23μm.17-56μm和40-65μm,表